JP4983349B2 - クロック監視回路及びルビジウム原子発振器 - Google Patents
クロック監視回路及びルビジウム原子発振器Info
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Description
本発明は、クロック監視回路及びルビジウム原子発振器に関し、さらに詳しくは、発振
源であるクロックの停止を監視する回路構成に関するものである。
源であるクロックの停止を監視する回路構成に関するものである。
１つの発振源から発振されたクロックを使用する回路においては、全ての回路がクロッ
クに同期して動作する。一方、異なる発振源から発振された複数のクロックを使用する回
路においては、複数のクロックにより動作する夫々の回路が非同期で動作する。従って、
同期回路においては、発振源のクロックが停止したことを検出する場合は、図６のような
、例えば、他のクロックを使用しないワンショット回路５１を使用して監視される。即ち
、ワンショット回路５１は、クロック（ＣＬＫ）５０がＣＲの時定数で設定される時間よ
り短い周期で入力されている場合は、出力が発生しない構成となっている。従って、ＣＬ
Ｋ５０が図６（ｂ）にようにａ点で停止して、ＣＲの時定数で設定される時間ｔより長く
停止するとｂ点で監視出力５２にアラーム信号が発生する。
また、従来技術として特許文献１には、監視クロックが、監視クロックと非同期で同一
速度の被監視クロックの断を検出する際、該被監視クロックをｎ分周して変化点が順次、
ずれたｎ系列の分周被監視クロックを生成する分周手段と、監視クロックを用いて分周被
監視クロックの変化点の有無を検出し、検出結果から被監視クロックの断を１クロック単
位で検出するクロック断検出手段を有するクロック断検出回路について開示されている。
特開平８−３１６９４６号公報
クに同期して動作する。一方、異なる発振源から発振された複数のクロックを使用する回
路においては、複数のクロックにより動作する夫々の回路が非同期で動作する。従って、
同期回路においては、発振源のクロックが停止したことを検出する場合は、図６のような
、例えば、他のクロックを使用しないワンショット回路５１を使用して監視される。即ち
、ワンショット回路５１は、クロック（ＣＬＫ）５０がＣＲの時定数で設定される時間よ
り短い周期で入力されている場合は、出力が発生しない構成となっている。従って、ＣＬ
Ｋ５０が図６（ｂ）にようにａ点で停止して、ＣＲの時定数で設定される時間ｔより長く
停止するとｂ点で監視出力５２にアラーム信号が発生する。
また、従来技術として特許文献１には、監視クロックが、監視クロックと非同期で同一
速度の被監視クロックの断を検出する際、該被監視クロックをｎ分周して変化点が順次、
ずれたｎ系列の分周被監視クロックを生成する分周手段と、監視クロックを用いて分周被
監視クロックの変化点の有無を検出し、検出結果から被監視クロックの断を１クロック単
位で検出するクロック断検出手段を有するクロック断検出回路について開示されている。
しかしながら、ワンショット回路を使用した従来のクロック監視回路では、ワンショッ
ト回路の時定数をクロックの周波数により最適な値に設定する必要があり、周波数が変更
するたびに時定数を調整しなければならず、煩わしいといった問題がある。また、ワンシ
ョット回路は消費電流が大きいといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑み、複数のクロックを計数するために夫々に計数回路を備え
、夫々の計数回路のリセット端子に他のクロックを接続することにより、互いに相手のク
ロックを監視することができるようにして、簡単な回路構成で確実にクロック停止を監視
することができるクロック監視回路を提供することを目的とする。
また、他の目的は、クロック周波数の変更に対して臨機応変に対応可能とすることであ
る。
ト回路の時定数をクロックの周波数により最適な値に設定する必要があり、周波数が変更
するたびに時定数を調整しなければならず、煩わしいといった問題がある。また、ワンシ
ョット回路は消費電流が大きいといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑み、複数のクロックを計数するために夫々に計数回路を備え
、夫々の計数回路のリセット端子に他のクロックを接続することにより、互いに相手のク
ロックを監視することができるようにして、簡単な回路構成で確実にクロック停止を監視
することができるクロック監視回路を提供することを目的とする。
また、他の目的は、クロック周波数の変更に対して臨機応変に対応可能とすることであ
る。
本発明はかかる課題を解決するために、発振源が異なる少なくとも２つのクロックの一
方を監視クロック、他方を被監視クロックとした場合に、前記被監視クロックが停止した
ことを検出するクロック監視回路であって、前記監視クロックを計数する計数手段と、該
計数手段が所定の計数値に達したことを検出する検出手段と、を備え、前記計数手段をリ
セットするリセット端子に前記被監視クロックを接続することを特徴とする。
本発明の原理は、計数手段を歩進させるクロックを監視クロックとし、その計数手段の
リセット端子に接続するクロックを被監視クロックとし、被監視クロックが正常に入力さ
れていれば、計数手段は被監視クロックの周期で周期的にリセットされるので、計数手段
は監視クロックを所定の計数値以上計数することができない。従って、その状態では、検
出手段はアラーム信号を出力しない。しかし、何らかの原因により被監視クロックが停止
すると、停止している間は計数手段をリセットできないので、監視クロックを計数し続け
、所定の数を計数すると、検出手段からアラームが出力される。このように、本発明のク
ロック監視回路は、監視しようとするクロックを計数手段のリセット端子に接続して被監
視クロックとするものである。これにより、簡単な回路構成で確実にクロック停止を監視
することができると共に、クロック周波数の変更に対して臨機応変に対応することができ
る。
方を監視クロック、他方を被監視クロックとした場合に、前記被監視クロックが停止した
ことを検出するクロック監視回路であって、前記監視クロックを計数する計数手段と、該
計数手段が所定の計数値に達したことを検出する検出手段と、を備え、前記計数手段をリ
セットするリセット端子に前記被監視クロックを接続することを特徴とする。
本発明の原理は、計数手段を歩進させるクロックを監視クロックとし、その計数手段の
リセット端子に接続するクロックを被監視クロックとし、被監視クロックが正常に入力さ
れていれば、計数手段は被監視クロックの周期で周期的にリセットされるので、計数手段
は監視クロックを所定の計数値以上計数することができない。従って、その状態では、検
出手段はアラーム信号を出力しない。しかし、何らかの原因により被監視クロックが停止
すると、停止している間は計数手段をリセットできないので、監視クロックを計数し続け
、所定の数を計数すると、検出手段からアラームが出力される。このように、本発明のク
ロック監視回路は、監視しようとするクロックを計数手段のリセット端子に接続して被監
視クロックとするものである。これにより、簡単な回路構成で確実にクロック停止を監視
することができると共に、クロック周波数の変更に対して臨機応変に対応することができ
る。
また、前記監視クロックが停止したことを検出するために、前記計数手段と前記検出手
段とを少なくとも２つ備え、前記各計数手段により計数される夫々の監視クロックを他の
計数手段のリセット端子に接続して被監視クロックとすることを特徴とする。
２つの異なる発振源から発振されたクロックの双方の停止を監視するのが本発明である
。即ち、本発明のクロック監視回路は、もう１対の計数手段と検出手段を用意し、互いの
監視クロックを自分の計数手段のリセット端子に接続して被監視クロックとするものであ
る。これにより、簡単な回路構成で複数のクロック停止を監視することができると共に、
クロック周波数の変更に対して臨機応変に対応することができる。
段とを少なくとも２つ備え、前記各計数手段により計数される夫々の監視クロックを他の
計数手段のリセット端子に接続して被監視クロックとすることを特徴とする。
２つの異なる発振源から発振されたクロックの双方の停止を監視するのが本発明である
。即ち、本発明のクロック監視回路は、もう１対の計数手段と検出手段を用意し、互いの
監視クロックを自分の計数手段のリセット端子に接続して被監視クロックとするものであ
る。これにより、簡単な回路構成で複数のクロック停止を監視することができると共に、
クロック周波数の変更に対して臨機応変に対応することができる。
また、前記検出手段は、所定の計数値を設定可能としたことを特徴とする。
検出手段から出力するアラーム信号を、どのタイミングで出力するかを予め設定してお
く必要がある。そこで本発明では、例えば、スイッチ或いはタップを検出手段に備えてお
き、それを設定することにより計数値を決定する。これにより、アラーム信号を出すタイ
ミングを任意に設定することができる。
検出手段から出力するアラーム信号を、どのタイミングで出力するかを予め設定してお
く必要がある。そこで本発明では、例えば、スイッチ或いはタップを検出手段に備えてお
き、それを設定することにより計数値を決定する。これにより、アラーム信号を出すタイ
ミングを任意に設定することができる。
また、前記検出手段は、該検出手段に接続されている計数手段のリセット端子に接続さ
れた被監視クロックが停止したか否かを、前記計数手段の計数値により判断することを特
徴とする。
本発明のクロック監視回路は、計数手段を歩進させるクロックを監視クロックとし、そ
の計数手段のリセット端子に接続するクロックを被監視クロックとし、何らかの原因によ
り被監視クロックが停止すると、停止している間は計数手段をリセットできないので、監
視クロックを計数し続け、所定の数を計数すると、検出手段からアラームが出力されるよ
うに構成されている。これにより、監視クロックを計数手段のリセット端子に接続するだ
けで回路を構成することができる。
れた被監視クロックが停止したか否かを、前記計数手段の計数値により判断することを特
徴とする。
本発明のクロック監視回路は、計数手段を歩進させるクロックを監視クロックとし、そ
の計数手段のリセット端子に接続するクロックを被監視クロックとし、何らかの原因によ
り被監視クロックが停止すると、停止している間は計数手段をリセットできないので、監
視クロックを計数し続け、所定の数を計数すると、検出手段からアラームが出力されるよ
うに構成されている。これにより、監視クロックを計数手段のリセット端子に接続するだ
けで回路を構成することができる。
また、前記計数値は、当該計数手段のリセット端子に接続された被監視クロックの１周
期より長くなるように設定されることを特徴とする。
計数値はクロックの数を計数するので、同じ計数値でもクロックの周波数により所定の
計数値に達するまでの時間が異なる。即ち、監視クロックの周波数が高く、被監視クロッ
クの周波数が低い場合、設定した計数値によっては、被監視クロックの周期より短くなる
場合がある。その場合は、正常に被監視クロックが入力されているにも拘わらず、誤って
アラーム信号を出力する虞がある。そこで本発明では、所定の計数値は、当該計数手段の
リセット端子に接続された被監視クロックの周期より長くなるように設定するものである
。これにより、必ず被監視クロックの周期より長く被監視クロックが停止したことを検出
することができる。
期より長くなるように設定されることを特徴とする。
計数値はクロックの数を計数するので、同じ計数値でもクロックの周波数により所定の
計数値に達するまでの時間が異なる。即ち、監視クロックの周波数が高く、被監視クロッ
クの周波数が低い場合、設定した計数値によっては、被監視クロックの周期より短くなる
場合がある。その場合は、正常に被監視クロックが入力されているにも拘わらず、誤って
アラーム信号を出力する虞がある。そこで本発明では、所定の計数値は、当該計数手段の
リセット端子に接続された被監視クロックの周期より長くなるように設定するものである
。これにより、必ず被監視クロックの周期より長く被監視クロックが停止したことを検出
することができる。
また、前記検出手段は、前記計数手段の最終段から出力されるキャリー信号を検出結果
とすることを特徴とする。
計数手段は、例えば、カウンタを使用すると、各ビットは２の階乗で変化する。例えば
、５ビットで構成されたカウンタの場合は、最終段（５ビット目）は、２5＝３２ステッ
プで状態が変化する（キャリー出力）。従って、最終段の状態を検出結果とすることによ
り、監視クロックを３２計数したことになる。これにより、検出手段を不要として、回路
構成を単純化することができる。
とすることを特徴とする。
計数手段は、例えば、カウンタを使用すると、各ビットは２の階乗で変化する。例えば
、５ビットで構成されたカウンタの場合は、最終段（５ビット目）は、２5＝３２ステッ
プで状態が変化する（キャリー出力）。従って、最終段の状態を検出結果とすることによ
り、監視クロックを３２計数したことになる。これにより、検出手段を不要として、回路
構成を単純化することができる。
また、前記検出手段は、前記計数手段の各段から出力されるキャリー信号をデコードし
たデコード信号を検出結果とすることを特徴とする。
計数手段は、例えば、カウンタを使用すると、各ビットは２の階乗で変化する。例えば
、５ビットで構成されたカウンタの場合は、全てのビットが「１」となったときに２1＋
２2＋２3＋２4＋２5＝６３（状態として６４）ステップの監視クロックを計数したことに
なる。従って、デコーダにより、各ビットの論理値を組み合わせると、０〜６３までの数
を任意に取り出すことができる。これにより、検出手段の設定値を任意に設定することが
できる。
たデコード信号を検出結果とすることを特徴とする。
計数手段は、例えば、カウンタを使用すると、各ビットは２の階乗で変化する。例えば
、５ビットで構成されたカウンタの場合は、全てのビットが「１」となったときに２1＋
２2＋２3＋２4＋２5＝６３（状態として６４）ステップの監視クロックを計数したことに
なる。従って、デコーダにより、各ビットの論理値を組み合わせると、０〜６３までの数
を任意に取り出すことができる。これにより、検出手段の設定値を任意に設定することが
できる。
また、上記に記載のクロック監視回路と、前記監視クロックを発振する発振源と、を備
え、電圧制御水晶発振器の発振出力を前記クロック監視回路の被監視クロックとしたこと
を特徴とする。
ルビジウム原子発振器は、基本的に発振源は電圧制御水晶発振器１つである。従って、
本発明のクロック監視回路を電圧制御水晶発振器の監視用として使用するためには、他の
監視クロックが必要である。そこで本発明では、電圧制御水晶発振器の発振出力をクロッ
ク監視回路の被監視クロックとした場合に、監視クロックの発振源を更に備えるものであ
る。これにより、本発明のクロック監視回路を電圧制御水晶発振器の監視用として使用す
ることができる。
え、電圧制御水晶発振器の発振出力を前記クロック監視回路の被監視クロックとしたこと
を特徴とする。
ルビジウム原子発振器は、基本的に発振源は電圧制御水晶発振器１つである。従って、
本発明のクロック監視回路を電圧制御水晶発振器の監視用として使用するためには、他の
監視クロックが必要である。そこで本発明では、電圧制御水晶発振器の発振出力をクロッ
ク監視回路の被監視クロックとした場合に、監視クロックの発振源を更に備えるものであ
る。これにより、本発明のクロック監視回路を電圧制御水晶発振器の監視用として使用す
ることができる。
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記
載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限
り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明のクロック監視回路の一例を示す図である。このクロック監視回路６０は
、異なる発振源から発振された２つのクロックＣＬＫ−Ａ、ＣＬＫ−Ｂの何れか１つのク
ロックが停止したことを検出するクロック監視回路であって、各発振源から発振された夫
々のクロックＣＬＫ−Ａ、ＣＬＫ−Ｂを計数するカウンタ（計数手段）Ａ、カウンタ（計
数手段）Ｂと、各カウンタＡ、Ｂが所定の計数値を計数したことを検出する検出回路（検
出手段）Ａ、検出回路（検出手段）Ｂと、を備え、夫々のカウンタＡ、Ｂをリセットする
リセット端子Ｒには、当該カウンタを歩進させるクロック以外のクロックを接続するもの
である。例えば、カウンタＡのリセット端子Ｒには、ＣＬＫ−Ｂを接続し、カウンタＢの
リセット端子Ｒには、ＣＬＫ−Ａを接続する。
載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限
り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明のクロック監視回路の一例を示す図である。このクロック監視回路６０は
、異なる発振源から発振された２つのクロックＣＬＫ−Ａ、ＣＬＫ−Ｂの何れか１つのク
ロックが停止したことを検出するクロック監視回路であって、各発振源から発振された夫
々のクロックＣＬＫ−Ａ、ＣＬＫ−Ｂを計数するカウンタ（計数手段）Ａ、カウンタ（計
数手段）Ｂと、各カウンタＡ、Ｂが所定の計数値を計数したことを検出する検出回路（検
出手段）Ａ、検出回路（検出手段）Ｂと、を備え、夫々のカウンタＡ、Ｂをリセットする
リセット端子Ｒには、当該カウンタを歩進させるクロック以外のクロックを接続するもの
である。例えば、カウンタＡのリセット端子Ｒには、ＣＬＫ−Ｂを接続し、カウンタＢの
リセット端子Ｒには、ＣＬＫ−Ａを接続する。
即ち、本実施形態のクロック監視回路６０は、夫々のカウンタＡ、Ｂを歩進させるクロ
ックＣＬＫ−Ａ、ＣＬＫ−Ｂを監視クロックとし、夫々のカウンタＡ、Ｂのリセット端子
Ｒに接続するクロックを被監視クロック（この例では、カウンタＡの被監視クロックはＣ
ＬＫ−Ｂであり、カウンタＢの被監視クロックはＣＬＫ−Ａである。）とし、例えば、被
監視クロックＣＬＫ−Ａが正常に入力されていれば、カウンタＢは被監視クロックＣＬＫ
−Ａの周期で周期的にリセットされるので、カウンタＢは監視クロックＣＬＫ−Ｂを所定
の計数値以上計数することができない。
従って、その状態では、検出回路Ｂはアラーム信号（ＡＬＭ−Ａ）を出力しない。しか
し、何らかの原因により被監視クロックＣＬＫ−Ａが停止すると、停止している間はカウ
ンタＢをリセットできないので、監視クロックＣＬＫ−Ｂを計数し続け、所定の数を計数
すると、検出回路ＢからＡＬＭ−Ａが出力される。このように、本実施形態のクロック監
視回路６０は、互いのクロックを自分のカウンタのリセット端子に接続して被監視クロッ
クとするものである。これにより、簡単な回路構成で確実にクロック停止を監視すること
ができると共に、クロック周波数の変更に対して臨機応変に対応することができる（詳細
は後述する）。
ックＣＬＫ−Ａ、ＣＬＫ−Ｂを監視クロックとし、夫々のカウンタＡ、Ｂのリセット端子
Ｒに接続するクロックを被監視クロック（この例では、カウンタＡの被監視クロックはＣ
ＬＫ−Ｂであり、カウンタＢの被監視クロックはＣＬＫ−Ａである。）とし、例えば、被
監視クロックＣＬＫ−Ａが正常に入力されていれば、カウンタＢは被監視クロックＣＬＫ
−Ａの周期で周期的にリセットされるので、カウンタＢは監視クロックＣＬＫ−Ｂを所定
の計数値以上計数することができない。
従って、その状態では、検出回路Ｂはアラーム信号（ＡＬＭ−Ａ）を出力しない。しか
し、何らかの原因により被監視クロックＣＬＫ−Ａが停止すると、停止している間はカウ
ンタＢをリセットできないので、監視クロックＣＬＫ−Ｂを計数し続け、所定の数を計数
すると、検出回路ＢからＡＬＭ−Ａが出力される。このように、本実施形態のクロック監
視回路６０は、互いのクロックを自分のカウンタのリセット端子に接続して被監視クロッ
クとするものである。これにより、簡単な回路構成で確実にクロック停止を監視すること
ができると共に、クロック周波数の変更に対して臨機応変に対応することができる（詳細
は後述する）。
図２は図１のクロック監視回路の動作を説明するタイミングチャートである。縦軸に各
信号名を表し、横軸に時間を表す。図２（ａ）は監視クロックをＣＬＫ−Ａ、被監視クロ
ックをＣＬＫ−Ｂとした場合のタイミングチャートである。図２（ｂ）は監視クロックを
ＣＬＫ−Ｂ、被監視クロックをＣＬＫ−Ａとした場合のタイミングチャートである。尚、
説明を容易とするために、ＣＬＫ−Ａの各クロックにはａ〜ｌの符号を付し、ＣＬＫ−Ｂ
の各クロックにはＡ〜Ｇの符号を付して説明する。また、各カウンタＡ、ＢはＣＬＫ−Ａ
、Ｂの立ち上がりで計数を開始し、リセットもＣＬＫ−Ａ、Ｂの立ち上がりで動作するも
のとする。以下、同様とする。また、ＣＬＫ−ＡとＣＬＫ−Ｂの周期を異なるようにして
いるが、同じ周期でも構わない。
信号名を表し、横軸に時間を表す。図２（ａ）は監視クロックをＣＬＫ−Ａ、被監視クロ
ックをＣＬＫ−Ｂとした場合のタイミングチャートである。図２（ｂ）は監視クロックを
ＣＬＫ−Ｂ、被監視クロックをＣＬＫ−Ａとした場合のタイミングチャートである。尚、
説明を容易とするために、ＣＬＫ−Ａの各クロックにはａ〜ｌの符号を付し、ＣＬＫ−Ｂ
の各クロックにはＡ〜Ｇの符号を付して説明する。また、各カウンタＡ、ＢはＣＬＫ−Ａ
、Ｂの立ち上がりで計数を開始し、リセットもＣＬＫ−Ａ、Ｂの立ち上がりで動作するも
のとする。以下、同様とする。また、ＣＬＫ−ＡとＣＬＫ−Ｂの周期を異なるようにして
いるが、同じ周期でも構わない。
まず、図２（ａ）の場合について説明する。監視クロックＣＬＫ−Ａは、カウンタＡの
ＩＮに入力されると共に、カウンタＢのリセット端子Ｒに夫々入力される。また、監視ク
ロックＣＬＫ−Ｂは、カウンタＢのＩＮに入力されると共に、カウンタＡのリセット端子
Ｒに夫々入力される。例えば、クロックａの立ち上がりでカウンタＡは「１」を計数する
が、次のタイミングでクロックＡの立ち上がりでリセットされて「０」になる。次のクロ
ックｂの立ち上がりで再びカウンタＡは「１」を計数し、クロックｃの立ち上がりで「２
」を計数する。しかし、クロックＢの立ち上がりでリセットされて「０」になる。次のク
ロックｄの立ち上がりで再びカウンタＡは「１」を計数し、クロックｅの立ち上がりで「
２」を計数する。
しかし、クロックＣの立ち上がりでリセットされて「０」になる。次にクロックｆの立
ち上がりで再びカウンタＡは「１」を計数する。このとき、何らかの原因で被監視クロッ
クＣＬＫ−Ｂが停止すると、カウンタＡのリセット端子Ｒにはリセット信号が供給されな
いため、カウンタＡはクロックｇ〜ｌまでを計数する。例えば、本実施形態では検出回路
Ａの閾値を「５」と設定しておくと、カウンタＡが「５」を計数すると、検出回路Ａから
ＡＬＭ−Ｂを出力する。
ＩＮに入力されると共に、カウンタＢのリセット端子Ｒに夫々入力される。また、監視ク
ロックＣＬＫ−Ｂは、カウンタＢのＩＮに入力されると共に、カウンタＡのリセット端子
Ｒに夫々入力される。例えば、クロックａの立ち上がりでカウンタＡは「１」を計数する
が、次のタイミングでクロックＡの立ち上がりでリセットされて「０」になる。次のクロ
ックｂの立ち上がりで再びカウンタＡは「１」を計数し、クロックｃの立ち上がりで「２
」を計数する。しかし、クロックＢの立ち上がりでリセットされて「０」になる。次のク
ロックｄの立ち上がりで再びカウンタＡは「１」を計数し、クロックｅの立ち上がりで「
２」を計数する。
しかし、クロックＣの立ち上がりでリセットされて「０」になる。次にクロックｆの立
ち上がりで再びカウンタＡは「１」を計数する。このとき、何らかの原因で被監視クロッ
クＣＬＫ−Ｂが停止すると、カウンタＡのリセット端子Ｒにはリセット信号が供給されな
いため、カウンタＡはクロックｇ〜ｌまでを計数する。例えば、本実施形態では検出回路
Ａの閾値を「５」と設定しておくと、カウンタＡが「５」を計数すると、検出回路Ａから
ＡＬＭ−Ｂを出力する。
次に、図２（ｂ）の場合について説明する。監視クロックＣＬＫ−Ａは、カウンタＡの
ＩＮに入力されると共に、カウンタＢのリセット端子Ｒに夫々入力される。また、監視ク
ロックＣＬＫ−Ｂは、カウンタＢのＩＮに入力されると共に、カウンタＡのリセット端子
Ｒに夫々入力される。例えば、クロックａの立ち上がりでカウンタＢがリセットされ、次
にクロックＡの立ち上がりでカウンタＢは「１」を計数するが、次のタイミングでクロッ
クｂの立ち上がりでリセットされて「０」になる。また、クロックＢが来る前に、クロッ
クｃの立ち上がりでリセットされる。
次のクロックＢの立ち上がりで再びカウンタＢは「１」を計数する。しかし、クロック
ｄの立ち上がりでリセットされて「０」になる。また、クロックＣが来る前に、クロック
ｅの立ち上がりでリセットされる。次のクロックＣの立ち上がりで再びカウンタＢは「１
」を計数する。このとき、何らかの原因で被監視クロックＣＬＫ−Ａが停止すると、カウ
ンタＢのリセット端子Ｒにはリセット信号が供給されないため、カウンタＢはクロックＣ
〜Ｇまでを計数する。例えば、本実施形態では検出回路Ｂの閾値を「４」と設定しておく
と、カウンタＢが「４」を計数すると、検出回路ＢからＡＬＭ−Ａを出力する。
ＩＮに入力されると共に、カウンタＢのリセット端子Ｒに夫々入力される。また、監視ク
ロックＣＬＫ−Ｂは、カウンタＢのＩＮに入力されると共に、カウンタＡのリセット端子
Ｒに夫々入力される。例えば、クロックａの立ち上がりでカウンタＢがリセットされ、次
にクロックＡの立ち上がりでカウンタＢは「１」を計数するが、次のタイミングでクロッ
クｂの立ち上がりでリセットされて「０」になる。また、クロックＢが来る前に、クロッ
クｃの立ち上がりでリセットされる。
次のクロックＢの立ち上がりで再びカウンタＢは「１」を計数する。しかし、クロック
ｄの立ち上がりでリセットされて「０」になる。また、クロックＣが来る前に、クロック
ｅの立ち上がりでリセットされる。次のクロックＣの立ち上がりで再びカウンタＢは「１
」を計数する。このとき、何らかの原因で被監視クロックＣＬＫ−Ａが停止すると、カウ
ンタＢのリセット端子Ｒにはリセット信号が供給されないため、カウンタＢはクロックＣ
〜Ｇまでを計数する。例えば、本実施形態では検出回路Ｂの閾値を「４」と設定しておく
と、カウンタＢが「４」を計数すると、検出回路ＢからＡＬＭ−Ａを出力する。
このように、検出回路Ａ、Ｂは、所定の計数値を設定することができる。即ち、検出回
路Ａ、Ｂから出力するアラーム信号を、どのタイミングで出力するかを予め設定しておく
必要がある。そこで本実施形態では、例えば、スイッチ或いはタップを検出回路Ａ、Ｂに
備えておき、それを設定することにより計数値を決定することにより、アラーム信号を出
すタイミングを任意に設定することができる。
また、夫々の検出回路Ａ、Ｂは、検出回路Ａ、Ｂに接続されているカウンタＡ、Ｂのリ
セット端子Ｒに接続されたクロックが所定の期間停止したことを検出する構成とした。即
ち、本実施形態のクロック監視回路６０は、カウンタＡ、Ｂを歩進させるクロックを監視
クロックとし、夫々のカウンタＡ、Ｂのリセット端子Ｒに接続するクロックを被監視クロ
ックとし、何らかの原因により被監視クロックが停止すると、停止している間はカウンタ
をリセットできないので、監視クロックを計数し続け、所定の数を計数すると、検出回路
からアラームが出力されるように構成されている。これにより、監視クロックをカウンタ
のリセット端子Ｒに接続するだけで回路を構成することができる。
路Ａ、Ｂから出力するアラーム信号を、どのタイミングで出力するかを予め設定しておく
必要がある。そこで本実施形態では、例えば、スイッチ或いはタップを検出回路Ａ、Ｂに
備えておき、それを設定することにより計数値を決定することにより、アラーム信号を出
すタイミングを任意に設定することができる。
また、夫々の検出回路Ａ、Ｂは、検出回路Ａ、Ｂに接続されているカウンタＡ、Ｂのリ
セット端子Ｒに接続されたクロックが所定の期間停止したことを検出する構成とした。即
ち、本実施形態のクロック監視回路６０は、カウンタＡ、Ｂを歩進させるクロックを監視
クロックとし、夫々のカウンタＡ、Ｂのリセット端子Ｒに接続するクロックを被監視クロ
ックとし、何らかの原因により被監視クロックが停止すると、停止している間はカウンタ
をリセットできないので、監視クロックを計数し続け、所定の数を計数すると、検出回路
からアラームが出力されるように構成されている。これにより、監視クロックをカウンタ
のリセット端子Ｒに接続するだけで回路を構成することができる。
また、検出回路により設定する計数値は、当該カウンタのリセット端子に接続されたク
ロックの周期より長くなるように設定される。即ち、計数値はクロックの数を計数するの
で、同じ計数値でもクロックの周波数により所定の計数値に達するまでの時間が異なる。
即ち、監視クロックの周波数が高く（ＣＬＫ−Ａの場合）、被監視クロックの周波数が
低い場合（ＣＬＫ−Ｂの場合）、設定した計数値によっては、被監視クロックの周期より
短くなる場合がある。例えば、図２（ａ）の場合、ＣＬＫ−Ａをカウントする設定値を「
２」とした場合、クロックｃの時点でＡＬＭ−Ｂが出力されてしまい、誤った判断をして
しまう。そこで本実施形態では、設定する計数値は、当該カウンタのリセット端子に接続
されたクロックの周期より長くなるように設定するものである。
図２（ａ）では、ＣＬＫ−Ａを「５」カウントするようにして、必ず被監視クロックＣ
ＬＫ−Ｂの周期（ＣＬＫ−Ａの「３」カウント分）より長くするので、被監視クロックＣ
ＬＫ−Ｂが停止したことを検出することができる。
ロックの周期より長くなるように設定される。即ち、計数値はクロックの数を計数するの
で、同じ計数値でもクロックの周波数により所定の計数値に達するまでの時間が異なる。
即ち、監視クロックの周波数が高く（ＣＬＫ−Ａの場合）、被監視クロックの周波数が
低い場合（ＣＬＫ−Ｂの場合）、設定した計数値によっては、被監視クロックの周期より
短くなる場合がある。例えば、図２（ａ）の場合、ＣＬＫ−Ａをカウントする設定値を「
２」とした場合、クロックｃの時点でＡＬＭ−Ｂが出力されてしまい、誤った判断をして
しまう。そこで本実施形態では、設定する計数値は、当該カウンタのリセット端子に接続
されたクロックの周期より長くなるように設定するものである。
図２（ａ）では、ＣＬＫ−Ａを「５」カウントするようにして、必ず被監視クロックＣ
ＬＫ−Ｂの周期（ＣＬＫ−Ａの「３」カウント分）より長くするので、被監視クロックＣ
ＬＫ−Ｂが停止したことを検出することができる。
また、計数手段に例えば、本実施形態のようにカウンタを使用すると、各ビットは２の
階乗で変化する。例えば、５ビットで構成されたカウンタの場合は、最終段（５ビット目
）は、２5＝３２ステップで状態が変化する（キャリー出力）。従って、最終段の状態を
検出結果とすることにより、監視クロックを３２計数したことになる。これにより、検出
回路を不要として、回路構成を単純化することができる。
また、計数手段に例えば、カウンタを使用すると、各ビットは２の階乗で変化する。例
えば、５ビットで構成されたカウンタの場合は、全てのビットが「１」となったときに２
1＋２2＋２3＋２4＋２5＝６３（状態として６４）ステップの監視クロックを計数したこ
とになる。従って、デコーダにより、各ビットの論理値を組み合わせると、０〜６３まで
の数を任意に取り出すことができる。これにより、検出回路の設定値を任意に設定するこ
とができる。
階乗で変化する。例えば、５ビットで構成されたカウンタの場合は、最終段（５ビット目
）は、２5＝３２ステップで状態が変化する（キャリー出力）。従って、最終段の状態を
検出結果とすることにより、監視クロックを３２計数したことになる。これにより、検出
回路を不要として、回路構成を単純化することができる。
また、計数手段に例えば、カウンタを使用すると、各ビットは２の階乗で変化する。例
えば、５ビットで構成されたカウンタの場合は、全てのビットが「１」となったときに２
1＋２2＋２3＋２4＋２5＝６３（状態として６４）ステップの監視クロックを計数したこ
とになる。従って、デコーダにより、各ビットの論理値を組み合わせると、０〜６３まで
の数を任意に取り出すことができる。これにより、検出回路の設定値を任意に設定するこ
とができる。
図３は図２におけるカウンタの計数動作を説明するための図である。縦軸にカウント数
を表し、横軸に各時間におけるカウンタのカウント数である。例えば、カウンタＡの場合
は、最初にカウント数「１」を計数してリセットされ、次にカウント数「２」を計数して
リセットされ、次にまたカウント数「２」を計数してリセットされ、次に被監視クロック
が停止することにより、カウント数「５」以上となり、ＡＬＭ−Ｂが出力される。カウン
タＢも同様にしてカウント数「４」以上となり、ＡＬＭ−Ａが出力される。
を表し、横軸に各時間におけるカウンタのカウント数である。例えば、カウンタＡの場合
は、最初にカウント数「１」を計数してリセットされ、次にカウント数「２」を計数して
リセットされ、次にまたカウント数「２」を計数してリセットされ、次に被監視クロック
が停止することにより、カウント数「５」以上となり、ＡＬＭ−Ｂが出力される。カウン
タＢも同様にしてカウント数「４」以上となり、ＡＬＭ−Ａが出力される。
図４は本発明のクロック監視回路の他の実施形態を示す図である。本発明のクロック監
視回路は、基本的に２つ以上の異なる発振源から発振されたクロックの中から、自分以外
のクロックの停止を検出するものである。従って、図４のように、クロックがＣＬＫ−Ａ
〜ＣＬＫ−Ｘまで存在した場合であっても、図のように結線することにより、クロック停
止を検出することができる。尚、図では、順番に手前のカウンタのリセット端子に次のカ
ウンタのクロックを接続しているが、ランダムに結線しても構わない。即ち、各カウンタ
のリセット端子Ｒに接続したクロックが被監視クロックとなる。
視回路は、基本的に２つ以上の異なる発振源から発振されたクロックの中から、自分以外
のクロックの停止を検出するものである。従って、図４のように、クロックがＣＬＫ−Ａ
〜ＣＬＫ−Ｘまで存在した場合であっても、図のように結線することにより、クロック停
止を検出することができる。尚、図では、順番に手前のカウンタのリセット端子に次のカ
ウンタのクロックを接続しているが、ランダムに結線しても構わない。即ち、各カウンタ
のリセット端子Ｒに接続したクロックが被監視クロックとなる。
図５は本発明のクロック監視回路を備えたルビジウム原子発振器の概略構成を示すブロ
ック図である。このルビジウム原子発振器１００は、ルビジウムランプ（以下、Ｒｂラン
プと記す）３５を点灯するランプ励振部３１と、ルビジウムガスセル（以下、Ｒｂガスセ
ルと記す）３６中のルビジウムガスを励起するＲｂランプ３５と、ルビジウムガスを充填
したＲｂガスセル３６と、Ｒｂガスセル３６中のルビジウム原子の共鳴周波数により励振
するマイクロ波共振器（以下、キャビティと記す）３３と、キャビティ３３にマイクロ波
を放射する放射用アンテナ３４と、Ｒｂガスセル３６を透過した光の強度を検出するフォ
トセンサ３７と、Ａｍｐ３９に現れる低周波振幅変調信号の位相を弁別する位相弁別器４
０と、マイクロ波の位相を低周波により変調する低周波位相信号発生器４１と、電圧制御
水晶発振器４３の発振信号をマイクロ波に逓倍する周波数逓倍合成変調部４２と、位相弁
別器４０の電圧に基づいて所定の周波数を発振する電圧制御水晶発振器４３と、を備えて
構成されている。
尚、Ｒｂランプ３５、キャビティ３３及びフォトセンサ３７により構成されるユニット
を光マイクロ波ユニット３８と呼ぶ。また、周波数逓倍合成変調部４２の出力は放射用ア
ンテナ４４に接続されている。尚、ルビジウム原子発振器の動作については公知であるの
で、ここでは説明を省略する。
ック図である。このルビジウム原子発振器１００は、ルビジウムランプ（以下、Ｒｂラン
プと記す）３５を点灯するランプ励振部３１と、ルビジウムガスセル（以下、Ｒｂガスセ
ルと記す）３６中のルビジウムガスを励起するＲｂランプ３５と、ルビジウムガスを充填
したＲｂガスセル３６と、Ｒｂガスセル３６中のルビジウム原子の共鳴周波数により励振
するマイクロ波共振器（以下、キャビティと記す）３３と、キャビティ３３にマイクロ波
を放射する放射用アンテナ３４と、Ｒｂガスセル３６を透過した光の強度を検出するフォ
トセンサ３７と、Ａｍｐ３９に現れる低周波振幅変調信号の位相を弁別する位相弁別器４
０と、マイクロ波の位相を低周波により変調する低周波位相信号発生器４１と、電圧制御
水晶発振器４３の発振信号をマイクロ波に逓倍する周波数逓倍合成変調部４２と、位相弁
別器４０の電圧に基づいて所定の周波数を発振する電圧制御水晶発振器４３と、を備えて
構成されている。
尚、Ｒｂランプ３５、キャビティ３３及びフォトセンサ３７により構成されるユニット
を光マイクロ波ユニット３８と呼ぶ。また、周波数逓倍合成変調部４２の出力は放射用ア
ンテナ４４に接続されている。尚、ルビジウム原子発振器の動作については公知であるの
で、ここでは説明を省略する。
以上の構成に更に、最小構成のクロック監視回路４７と、発振源４５と、を備えること
により、電圧制御水晶発振器４３の発振出力をクロック監視回路４７の被監視クロック４
４としたものである。即ち、電圧制御水晶発振器４３の発振出力はクロック監視回路４７
内のカウンタ４８のリセット端子Ｒに接続される。また、発振源４５から発振された監視
クロック４６はカウンタ４８の入力ＩＮに接続される。
ルビジウム原子発振器は、基本的に発振源は電圧制御水晶発振器４３である。従って、
本発明のクロック監視回路４７を電圧制御水晶発振器４３のクロック監視用として使用す
るためには、他の監視クロック４６が必要である。そこで本実施形態では、電圧制御水晶
発振器４３の発振出力をクロック監視回路の被監視クロック４４とした場合に、監視クロ
ック４６の発振源４５を更に備えるものである。これにより、本発明のクロック監視回路
４７を電圧制御水晶発振器４３の監視用として使用することができる。
により、電圧制御水晶発振器４３の発振出力をクロック監視回路４７の被監視クロック４
４としたものである。即ち、電圧制御水晶発振器４３の発振出力はクロック監視回路４７
内のカウンタ４８のリセット端子Ｒに接続される。また、発振源４５から発振された監視
クロック４６はカウンタ４８の入力ＩＮに接続される。
ルビジウム原子発振器は、基本的に発振源は電圧制御水晶発振器４３である。従って、
本発明のクロック監視回路４７を電圧制御水晶発振器４３のクロック監視用として使用す
るためには、他の監視クロック４６が必要である。そこで本実施形態では、電圧制御水晶
発振器４３の発振出力をクロック監視回路の被監視クロック４４とした場合に、監視クロ
ック４６の発振源４５を更に備えるものである。これにより、本発明のクロック監視回路
４７を電圧制御水晶発振器４３の監視用として使用することができる。
３１ ランプ励振部、３３ マイクロ波共振器、３４ 放射用アンテナ、３５ Ｒｂラ
ンプ、３６ Ｒｂガスセル、３７ フォトセンサ、３８ 光マイクロ波ユニット、３９
Ａｍｐ、４０ 位相弁別器、４１ 低周波位相変調信号発生器、４２ 周波数逓倍合成変
調部、４３ 電圧制御水晶発振器、４５ 発振源、４６ 監視クロック、４７ クロック
監視回路、４８ カウンタ、４９ 検出回路、５５ アラーム出力、６０ クロック監視
回路、１００ ルビジウム原子発振器
ンプ、３６ Ｒｂガスセル、３７ フォトセンサ、３８ 光マイクロ波ユニット、３９
Ａｍｐ、４０ 位相弁別器、４１ 低周波位相変調信号発生器、４２ 周波数逓倍合成変
調部、４３ 電圧制御水晶発振器、４５ 発振源、４６ 監視クロック、４７ クロック
監視回路、４８ カウンタ、４９ 検出回路、５５ アラーム出力、６０ クロック監視
回路、１００ ルビジウム原子発振器
Claims (6)
- 周波数の異なる少なくとも２つのクロックのうち、一方のクロックを監視クロック、他方のクロックを被監視クロックとした場合に、前記被監視クロックが停止したことを検出するクロック監視回路であって、
リセット端子を有し前記監視クロックを計数する第１の計数手段と、
該第１の計数手段の計数値が２を超える所定の計数値に達したことを検出すると共に該所定の計数値が設定可能な第１の検出手段と、
前記第１の計数手段の前記計数値をリセットする前記リセット端子に前記被監視クロックを入力した構成と、を備え、
前記第１の検出手段は、前記第１の計数手段の前記計数値が、前記２を超える所定の計数値に達したことを検出することにより、前記被監視クロックが停止したことを検出することを特徴とするクロック監視回路。 - リセット端子を有し前記被監視クロックを計数する第２の計数手段と、
該第２の計数手段の計数値が２を超える所定の計数値に達したことを検出すると共に該２を超える所定の計数値が設定可能な第２の検出手段と、
前記第２の計数手段の計数値をリセットする前記リセット端子に前記監視クロックを入力した構成と、を備え、
前記第２の検出手段は、前記第２の計数手段の計数値が、前記第２の検出手段の前記２を超える所定の計数値に達したことを検出することにより、前記監視クロックが停止したことを検出することを特徴とする請求項１に記載のクロック監視回路。 - 前記監視クロックの周波数が前記被監視クロックの周波数よりも高い周波数であり、
前記第１の計数手段の前記２を超える所定の計数値は、前記被監視クロックの１周期における計数値よりも大きい値に設定されることを特徴とする請求項１または２の何れかに記載のクロック監視回路。 - 前記検出手段は、前記計数手段の最終段から出力されるキャリー信号を検出結果とすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のクロック監視回路。
- 前記検出手段は、前記計数手段の各段から出力されるキャリー信号をデコードしたデコード信号を検出結果とすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のクロック監視回路。
- 請求項１乃至５の何れか一項に記載のクロック監視回路と、前記監視クロックを発振する発振源と、を備え、電圧制御水晶発振器の発振出力を前記クロック監視回路の被監視クロックとしたことを特徴とするルビジウム原子発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007097998A JP4983349B2 (ja) | 2007-04-04 | 2007-04-04 | クロック監視回路及びルビジウム原子発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007097998A JP4983349B2 (ja) | 2007-04-04 | 2007-04-04 | クロック監視回路及びルビジウム原子発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008258861A JP2008258861A (ja) | 2008-10-23 |
| JP4983349B2 true JP4983349B2 (ja) | 2012-07-25 |
Family
ID=39982006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007097998A Expired - Fee Related JP4983349B2 (ja) | 2007-04-04 | 2007-04-04 | クロック監視回路及びルビジウム原子発振器 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP4983349B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
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| GB2503474B (en) * | 2012-06-27 | 2016-06-29 | Nordic Semiconductor Asa | Data transfer between clock domains |
| JP6747867B2 (ja) * | 2016-05-20 | 2020-08-26 | ローム株式会社 | デジタル信号処理回路、オーディオ装置、電子機器 |
| JP7435428B2 (ja) * | 2020-12-09 | 2024-02-21 | 株式会社デンソー | 集積回路装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59114925A (ja) * | 1982-12-20 | 1984-07-03 | Nec Corp | 入出力障害検出回路 |
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| JPH04241010A (ja) * | 1991-01-25 | 1992-08-28 | Hitachi Ltd | 無停止化クロックを有する計算機システム |
| JP4805547B2 (ja) * | 2004-03-19 | 2011-11-02 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 位相同期回路のジッタ検出回路 |
| JP2005303641A (ja) * | 2004-04-12 | 2005-10-27 | Fujitsu Ltd | ルビジウム原子発振器 |
-
2007
- 2007-04-04 JP JP2007097998A patent/JP4983349B2/ja not_active Expired - Fee Related
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